系统设计室研究方向包括系统工程方法、飞行器设计、电子学与信息系统总体设计、任务分析及飞控总体设计、先进测试技术总体设计、软件工程、多学科优化及仿真验证等。负责开展系统工程、知识工程、先进仿真与并行工程等学科发展和建设；开展学术研究活动，科研工作覆盖任务规划、总体设计、产品研制、系统集成、测试试验、飞行试验和飞行后研究的全寿命周期；建设多学科背景的系统工程人才队伍，提高科研水平和工程能力，并负责相应平台的研制建设。

　　承担工程型号任务包括目标飞行器、神舟飞船、空间实验室、空间站、货运飞船等多个飞行器。负责应用系统总体设计，负责与工程其它系统协调确定接口关系；完成总体任务分解，确定研制技术流程，明确各分系统的技术要求，确定和审核各分系统的技术状态，负责协调各分系统，为分系统提供技术支持；负责相关科学研究与应用领域工程技术支持，工程需求分析与实现跟踪。